Klasifikácia žiaruvzdorných surovín

S rozvojom vysokoteplotnej technológie. Požiadavky na žiaruvzdorné materiály sa neustále zvyšujú a je potrebné vyvíjať nové žiaruvzdorné materiály, ktoré spĺňajú požiadavky na použitie. Okrem skúmania prírodných surovín boli úspešne vyvinuté aj syntetické žiaruvzdorné suroviny, ako sú karbidy, nitridy a boridy. Okrem toho boli vyvinuté aj suroviny z anorganických vlákien a dutých guľôčok (pozri izolačné žiaruvzdorné materiály); V pomocných surovinách je veľa druhov organických a anorganických spojív. Klasifikácia žiaruvzdorných surovín nie je vo svete úplne jednotná. Podľa chemických vlastností sa delí na kyslé žiaruvzdorné suroviny, základné žiaruvzdorné suroviny a neutrálne žiaruvzdorné suroviny. Žiaruvzdorné suroviny sa však vo všeobecnosti delia na žiaruvzdorné suroviny série Al2O3-SiO2, základné žiaruvzdorné suroviny, tepelnoizolačné žiaruvzdorné suroviny, žiaruvzdorné spojivo a iné žiaruvzdorné suroviny.
Medzi žiaruvzdorné suroviny Al2O3-SiO2 patrí oxid kremičitý, polokremičitý íl (vrátane pyrofylitu), žiaruvzdorný íl (vrátane kaolinitu) a jeho slinok, bauxit (vrátane minerálov skupiny silimanitu, bauxitu, mullitu) a jeho slinku, korundu a priemyselného oxid hlinitý atď.
Polokyslá surovina (hlavne žiaruvzdorná hlina)
V minulej klasifikácii bola hlina uvedená v kyslých surovinách, čo nebolo vhodné. Kyslý základ žiaruvzdorných surovín je založený na voľnom oxide kremičitom (SiO2), pretože podľa chemického zloženia žiaruvzdorného ílu a kremičitých surovín je voľného oxidu kremičitého v žiaruvzdornom íle oveľa menej ako v kremičitých surovinách. Pretože vo všeobecnom žiaruvzdornom íle je 30 percent ~ 45 percent oxidu hlinitého a oxid hlinitý je zriedkavo vo voľnom stave, spája sa s oxidom kremičitým za vzniku kaolinitu (Al2O3 · 2Si02 · 2H2O). Aj keď je oxid kremičitý málo prebytočný, jeho účinok je veľmi malý. Preto je kyslá vlastnosť žiaruvzdornej hliny oveľa slabšia ako vlastnosť kremičitej suroviny. [2]
Niektorí ľudia veria, že žiaruvzdorná hlina sa pri vysokej teplote rozkladá na voľnú kyselinu kremičitú a voľný oxid hlinitý, ale nezostáva rovnaký. Keď sa pokračuje v zahrievaní, voľná kyselina kremičitá a voľný oxid hlinitý sa spoja za vzniku yinglaitu (3Al2O3 · 2SiO2). Kameň Yinglai má dobrú odolnosť voči kyselinám voči alkalickej troske. Zároveň v dôsledku zvyšovania obsahu oxidu hlinitého v žiaruvzdornom íle postupne slabnú jeho kyslé látky. Keď oxid hlinitý dosiahne 50 percent, bude mať alkalické alebo neutrálne vlastnosti. Najmä hlinená tehla vyrobená pod ultravysokým tlakom má vysokú hustotu, jemnú kompaktnosť, nízku pórovitosť a silnejšiu odolnosť voči alkalickej troske pri vysokej teplote ako oxid kremičitý. Čo sa týka korozívnosti, kameň Yinglai je tiež veľmi pomalý, preto považujeme za vhodné uvádzať žiaruvzdornú hlinu ako polokyslú surovinu. Žiaruvzdorná hlina je najzákladnejšou a najrozšírenejšou surovinou v žiaruvzdornom priemysle. [2]
Neutrálne suroviny
Neutrálne suroviny sú najmä chromit, grafit a karbid kremíka (vyrábané ručne), ktoré pri žiadnej teplote nereagujú s kyslou ani zásaditou troskou. V súčasnosti sa v prírode vyskytujú dve takéto suroviny, a to chromit a grafit. Okrem prírodného grafitu existuje aj umelý grafit. Tieto neutrálne suroviny majú značnú odolnosť voči troske a sú najvhodnejšie na použitie ako medzivrstva alkalických žiaruvzdorných a kyslých žiaruvzdorných materiálov. [2]
Základné žiaruvzdorné suroviny
Sú to najmä magnezit (magnezit), dolomit, vápno, olivín, hadec, vysokohlinité suroviny (niekedy neutrálne). Tieto suroviny majú silnú odolnosť voči alkalickej troske a väčšinou sa používajú na stavbu alkalických pecí, ale obzvlášť ľahko reagujú s kyslou troskou za vzniku solí.
Špeciálne žiaruvzdorné materiály: hlavne oxid zirkoničitý, oxid titánu, oxid berýlia, oxid céru, oxid tória, oxid ytria atď. Tieto suroviny majú rôzny stupeň odolnosti voči rôznym troskám. Kvôli obmedzenému zdroju surovín však nemôžu byť široko používané v žiaruvzdornom priemysle a môžu byť použité len za špeciálnych okolností. Preto sa bežne označujú ako špeciálne žiaruvzdorné suroviny. [2]
Kremičitá surovina
Napríklad kremeň, tridymit, cristobalit, chalcedón, pazúrik, opál, kremenec, biely oxid kremičitý, kremelina, tieto kremičité suroviny obsahujú minimálne 90 percent oxidu kremičitého (SiO2) a čisté suroviny obsahujú viac ako 99 percent oxidu kremičitého. Kremičité suroviny sú kyslé pri vysokoteplotnej chemickej dynamike. Keď oxidy kovov existujú alebo sú s nimi v kontakte, chemicky reagujú a spájajú sa za vzniku taviteľných kremičitanov. Preto, ak je v kremičitej surovine obsiahnuté malé množstvo oxidu kovu, bude vážne ovplyvnená jej tepelná odolnosť. [2]
Medzi žiaruvzdorné suroviny Al2O3-SiO2 patrí oxid kremičitý, polokremičitý íl (vrátane pyrofylitu), žiaruvzdorný íl (vrátane kaolinitu) a jeho slinok, bauxit (vrátane minerálov skupiny silimanitu, bauxitu, mullitu) a jeho slinku, korundu a priemyselného oxid hlinitý atď.
Základné žiaruvzdorné suroviny: kalcinované alebo tavené materiály ako vápenec, dolomit, magnezit, brucit, forsterit, magnéziovo-hlinitý spinel, magnéziovo-chrómový spinelový piesok atď.
Ostatné žiaruvzdorné materiály: zirkón (vrátane zirkónu), chromit, karbid, grafit, nitrid a borid.
Izolačné a žiaruvzdorné suroviny: perlit, vermikulit, diatomit, minerálna vlna, plávajúce guľôčky, žiaruvzdorné vlákna a duté guľôčky.